Horúcovodné kotly – hospodárne zásobovanie teplom

Teplo predstavuje jednu zo základných potrieb človeka. Jeho príprava, transport a spracovanie zastupuje neodmysliteľnú pozíciu v každom sektore priemyslu aj súkromného odvetvia. Pre účely dopravy tepla ponúka príroda priam až čarovnú látku – vodu. Táto všadeprítomná a ľahko dostupná kvapalina vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam dokáže prijať obrovské množstvo tepla bez toho, aby zmenila skupenstvo. To umožňuje jej prepravu na veľké vzdialenosti a dokonale tak slúži ako teplonosné médium. Na účely dodania tepla do vody slúžia rôzne zariadenia. Jedným z nich sú aj horúcovodné kotly.

Princíp fungovania

Pomenovanie horúcovodný kotol sa používa kvôli pomerne vysokej prevádzkovej teplote vody, ktorá je v daných zariadeniach vyhrievaná na hodnoty 100 °C a viac. Zmena premeny vody na paru sa zabraňuje udržiavaním vysokého tlaku v systéme. Horúcovodné kotly pracujú pri prevádzkových tlakoch vody rádovo v baroch až desiatkach barov. Podľa prevádzkového tlaku sa horúcovodné kotly delia na vysokotlakové a nízkotlakové. V nízkotlakových kotloch je možná príprava vody do teploty 120 °C.

Teplo sa v horúcovodných kotloch získava spaľovaním paliva. Ako najbežnejšie palivá sa používajú zemný plyn alebo vykurovacie oleje. Palivo je spaľované v horáku. Horúce spaliny sú vedené cez sústavy rôznych kanálov a teplovýmenných plôch, ktoré sú obmývané vodou. Cez teplovýmenné plochy prechádza teplo zo spalín do vody, vďaka čomu je udržiavaná na požadovanej teplote. Takto ohriata voda cirkuluje a ďalej prúdi na miesto jej využitia.

Konštrukcia horúcovodných kotlov

Konštrukčne sa horúcovodné kotly líšia hlavne rôznym usporiadaním teplovýmenných plôch a vedením spalín v telese kotla. Teplovýmenné plochy sú konštrukčne riešené najčastejšie vo forme plamenca a žiarových rúrok. Plamenec predstavuje valcový priestor s pomerne veľkým priemerom (v porovnaní so žiarovými rúrkami), ktorý je obyčajne vedený pozdĺž celého kotla. Zvykne byť umiestnený ako prvý za horákom. Spaliny sa väčšinou po prejdení plamencom (na konci prvého ťahu) otáčajú a sú vedené do zväzku žiarových rúrok (druhý ťah). Podľa počtu plamencov a ťahov (otočení smeru prúdenia spalín vzhľadom na pozdĺžnu os kotla) sa kotly často označujú ako jednoplamencové trojťahové, dvojplamencové dvojťahové a podobne.

Využitie vyprodukovaného tepla

Výrobcovia konštrukčne umiestňujú plamence a žiarové rúrky tak, aby maximalizovali množstvo preneseného tepla a využili tak čo najväčšiu časť spalného tepla paliva. Povrch rúrok a plamencov zvykne byť často upravovaný zvlnením alebo rebrovaním, čo slúži na zväčšenie teplovýmennej plochy a zmenu v prúdení spalín, a následnú intenzifikáciu prestupu tepla. Po prejdení rôzneho počtu ťahov bývajú ešte spaliny vedené do sekundárnych výmenníkov, kde sa využíva aj posledné – zatiaľ nevyužité teplo.

Oblasť použitia horúcovodných kotlov

Využitie tlakovej vody o vysokej teplote ma význam hlavne pri doprave tepla na väčšie vzdialenosti. Použitie horúcovodných kotlov je časté v centralizovanej výrobe tepla v kotolniach a výhrievniach, kde je z jedného centrálneho zdroja zabezpečované teplo pre celé mestské štvrte alebo celé priemyselné závody.

Horúcovodné (a tiež teplovodné) kotly sú dnes bežne dostupné v rôznych výkonových kategóriách. Sú modulárne a zákazník tak môže dostať technológiu výkonovo aj prevádzkovo presne optimalizovanú pre svoje potreby. Samozrejmosťou sú automatizované systémy zabezpečujúce plynulú a bezpečnú prevádzku. Kotly sú prevádzkované takmer bez nutnosti ľudského zásahu.

Obsluha je nutná len v prípadoch pravidelnej údržby a čistenia, aj to je však v súčasnosti stále viac zjednodušované. Výklopné a ľahko otvárateľné dvere, komponenty ako plynové armatúry či horáky bez nutnosti demontovania pri čistení, množstvo pozorovacích a revíznych otvorov odďaľujúcich jednotlivé kontrolné intervaly, to všetko predstavuje úsporu času a nižšie prevádzkové náklady. Tieto moderné zariadenia sa môžu chváliť tiež bezpečným odvodom tepla, jednoduchým hydraulickým pripojením, nízkymi tepelnými stratami sálaním (zaručené optimálnou tepelnou izoláciou), ako aj možnosťou zladenia s požadovaným príslušenstvom (ako zariadenia na rekuperáciu tepla či udržiavanie stáleho tlaku).

Horúcovodné kotly, používané či už na zabezpečenie vykurovacej vody, alebo na technické účely v priemysle, patria do oblasti, ktorú má technická prax dobre zvládnutú. Spĺňajú hlavné požiadavky, ktoré sú kladené na vykurovacie centrály veľkých budov, a to energeticky úsporné a nízkoemisné dodávanie tepla, prevádzková bezpečnosť a disponibilita zariadení. Sú komerčne dostupné a často používané na rôzne aplikácie. Stačí si už len dobre vybrať.